¿Qué es el LHC?
El LHC es el mayor y más potente acelerador de partículas construido hasta la fecha. Es alrededor de 50 veces más potente que los aceleradores que se han usado hasta el día de hoy.
¿Qué hará el LHC?
En él se acelerarán parejas de protones, que son unos de los constituyentes de los núcleos atómicos, hasta que éstos alcancen velocidades cercanas a las de la luz. Llegados a ese punto, se harán colisionar entre si.
¿Y… qué pasará en la colisión?
La colisión entre partículas a muy alta energía hará que éstas interaccionen y den lugar a nuevas partículas como producto final de la colisión. La energía acumulada por los protones moviéndose a alta velocidad se transformará, pues, en materia. Esto es consecuencia de la equivalencia entre masa y energía en la teoría de la relatividad de Einstein (la famosa ecuación E = mc^2), lo que permitirá a los científicos descubrir cómo funciona el universo al nivel más profundo jamás observado.
Esto de los aceleradores suena un poco surrealista… ¿de verdad han servido para descubrir algo?
¡Si! ¡Muchas cosas! Gracias a ellos, en el pasado hemos descubierto algunas de las propiedades más íntimas de la naturaleza, como la existencia de tres, y solo tres, grandes familias de unas partículas llamadas leptones. También hemos podido comprobar la existencia de antimateria, y calcular con extraordinaria precisión las de masas muchas partículas. Y, por supuesto, también ha servido para verificar o descartar diferentes teorías físicas sobre el funcionamiento del mundo. El marco teórico que describe las diferentes partículas que observamos se denomina Modelo Estándar.
¿Y qué se quiere descubrir en el LHC?
Pues muchas, muchas cosas. La energía a la que operará este acelerador es la más grande a la que el hombre jamás ha tenido acceso experimental, y por lo tanto se espera descubrir fenómenos nuevos, así como testear diferentes predicciones. En particular, el LHC intentará responder a lo siguiente (y esto si que es para los que sepan un poco de física de partículas):
(i) ¿Existe la denominada partícula de Higgs? Si es así, ¿cuáles son sus características?
(ii) ¿Existen las partículas supersimétricas?
(iii) ¿Por qué el universo está predominantemente hecho de materia, y no de antimateria?
(iv) ¿Hay dimensiones extra, además de las 3 espaciales y la temporal, tal y como predice la teoría de cuerdas?
(v) ¿Qué son la materia oscura y la energía oscura?
(vi) ¿Por qué la gravedad es tan débil en comparación con el resto de fuerzas de la naturaleza?
¿En términos generales, cuál es la magnitud del LHC?
Inmensa. El acelerador estará instalado en un túnel de vacío en forma de circunferencia de 27 kilómetros excavado a 200 metros bajo tierra donde hay miles de imanes superconductores, a 271 grados bajo cero, que guiarán los diferentes haces de partículas. En su creación se han invertido más de 15 años, y en ella han participado unos 10.000 científicos de unas 500 instituciones académicas de todo el mundo, independientemente de su raza, ideología política, sexo o religión. La humanidad entera estará representada en el experimento. Y el aparatito tampoco ha sido barato: el coste total ha sido de más de 40.000 millones de euros, céntimo arriba céntimo abajo.
Fotografía aérea de la zona por la que pasa el túnel subterráneo del LHC. A la derecha se puede apreciar el aeropuerto de Ginebra.
En el LHC, las partículas colisionarán unas 600 veces por segundo y, en cada una de esas colisiones, se recrearán las condiciones que se dieron una billonésima de segundo después del “big bang” (es decir, el origen del universo, o la “gran explosión”). Esto desencadenará la mayor cantidad de energía jamás observada en las condiciones de un laboratorio. El acelerador estará en funcionamiento durante más de 10 años, y los datos que se extraigan de él serán accesibles para unos 7.000 científicos de 80 países.
La enorme cantidad de datos que generará el LHC ha hecho que se creen nuevas formas de procesamiento de la información, tales como la tecnología GRID. Tal y como sucedió con Internet, el CERN jugará un papel fundamental en el nacimiento de nuevas tecnologías como consecuencia (spin-off) de sus experimentos en física de partículas.
¡Guau! Pero oye.. ¿y ya es seguro todo este tinglado?
Pues rotundamente si, el LHC es seguro. En referencia a este tema, es un poco preocupante que en los últimos días ha surgido (especialmente por internet) una especie de rama catastrofista que augura que el acelerador puede, potencialmente, destruir el planeta, el sistema solar, e incluso el universo, al existir la posibilidad de que se cree un agujero negro estable como producto de las colisiones. Hay quien incluso ha llegado a poner una denuncia en los juzgados de Hawaii, ¡para que detengan la construcción!. Personalmente, debo decir que ésta me parece una actitud infundada, en contra de la ciencia, y completamente injustificada. El CERN ha elaborado muchos informes de seguridad, y el 99.9% de los físicos estamos de acuerdo en que el LHC ni se tragará la tierra, ni nada por el estilo. Cabe mencionar que hay fenómenos en la naturaleza (como los denominados “rayos cósmicos”) en los que la energía involucrada es mucho mayor de la que se usará en el acelerador, y en los que no se ha observado jamás ningún proceso catastrófico. Así que podemos dormir tranquilos :-).
Uno de los grandes detectores del acelerador. ¿Veis a la persona del casco amarillo?